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电源浪涌保护器的选择原理
来源:安徽河江海防雷科技   日期:2018-05-24   浏览:16
浪涌保护器的选择关系着以后设备的防雷保护效果,本文就浪涌保护器选择的几个重要参数做出介绍,主要有:残压的选择、3+1结构的选择、遥信报警的选择、后备空气开关的选择、、工作电压的选择、通流容量的选择。
 
一、残压(Ures)的选择
  单纯考虑浪涌保护器残压越低越好,并不全面,并且容易引起误导。首先,不同产品标称的残压数值,必须注明测试电流的大小和波形,才能有一个共同比较的基础。一般以20KA(8/20μs)测试电流记录残压,作为比较。
  其次,对于压敏电阻浪涌保护器选用残压越低时,通常意味其最大持续工作电压(Uc)越低。
再次,过分强调低残压,是需要付出降低最大持续工作电压(Uc)的代价。后果是在市电不稳定地区,浪涌保护器容易因长时间持续过电压而损坏。   其实对压敏电阻型浪涌保护器,最大持续工作电压(Uc)和残压,就好象天平的两边,不可侧重任何一边。按照以往经验,残压在2KV以下(20KA 8/20μs),就能对用户设备提供足够的保护。
 
二、在供电环境恶劣的情况下,电路设计应特别考虑—3+1结构设计
  在供电环境恶劣的地区,或不清楚供电情况的地区,建议用户采用3+1结构的浪涌保护器。3+1浪涌保护器是指相线与零线之间安装压敏电阻防雷模块,而零线和地线之间安装放电间隙防雷模块。此种保护结构较传统的相线与地线间安装防雷模块,具有更可靠之优点。在TT电网之下,浪涌保护器如连接在市电相线与地线之间,回路阻抗主要是接地电阻,在不同的环境接地电阻差异很大,某些地方接地阻值偏高,并非不常见。
  电网故障时,比如说中性线断开或零点漂移,形成市电故障电压长期高于浪涌保护器最大持续工作电压(Uc),浪涌保护器损坏产生回路故障电流。在接地电阻值偏高或地线接触不良的情况下,流经浪涌保护器的短路电流太小,无法使前级保险丝跳脱,使浪涌保护器持续过电流,造成损坏。   采用NPE模块的3+1结构浪涌保护器在电网故障时,即使接地电阻值高或地线接触不良的情况下,因为浪涌保护器接在相线与零线之间,而市电相线与零线回路阻抗,主要是供电变压器及供电电缆,阻抗很低,故此故障电流很大,流经浪涌保护器的电流可使前级保险丝(空开)跳脱,使浪涌保护器与电网隔离,确保电路安全。
 
三、报警功能的选择
  为了监测浪涌保护器的运行状况,当浪涌保护器出现损坏时,用户应该及时知道并更换损坏的防雷模块。为了在不同的应用环境下都可以实现即时监测,需要选择合乎特定环境的报警装置。
  安迅浪涌保护器的报警装置有三种可选,适用不同环境的不同要求。
  声光报警装置-AS,适用在有人值守的环境;   遥信报警装置-S,适用在无人值守的环境;
遥信带电压检测报警装置-防雷箱附加功能,适用在无人值守的环境,同时可对电源有否停电及缺相进行监测。
 
四、浪涌保护器失效时保护电路的设计——后备保护空气开关
  基于电气安全原因,任何并联安装在电源相对中或相对地间的电气元件,为防止故障短路,必需在该电气元件前安装短路保护器件,例如空气开关或保险丝。
 
五、最大持续工作电压值(Uc)的选择 
  氧化锌压敏电阻浪涌保护器(如AM40A,AM40)的最大持续工作电压值(Uc),是关系到浪涌保护器运行稳定性的关键参数。在选择浪涌保护器的最大持续工作电压值时,除了符合相关标准要求外,还应考虑到安装电网可能出现的正常波动及可能出现的最高持续故障电压。
  按照IEC61643-2的说明,在TT交流供电系统中,相线对地线的最高持续故障电压,可能达到标称电压(UN) (交流电压220Urms)的1.5倍,即有可能达到330Urms。故此在电流不稳定的地方,建议选择安迅电源浪涌保护器的最大持续工作电压值(Uc)为385Urms的模块。
  在直流电系统中,并没有一个统一的最大持续工作电压值(Uc)与正常工作电压(Un)之比例,但经验上该比例一般可取1.5倍到2倍之间。
 
六、通流量的选择
1)建筑物防雷分区和等电位连接例子
  LPZOA本区内的各物体都可能遭到直接雷击,因此,各物体都可能导走雷电流,本区的电磁场没有衰减。
  LPZOB本区内的各物体都不可能遭到直接雷击,但本区内的电磁场没有衰减。
  LPZ1本区内的各物体都不可能遭到直接雷击,流向各导体的电流,比LPZOB区进一步减少,本区内的电磁场也可能衰减,这取决于屏蔽措施。
  LPZ2(后续的防雷区)如果需要进一步减少所导引的电流和(或)电磁场,就应引入后续防雷区,应按照需要保护的系统所要求的环境选择后续防雷区。
2)建筑物电源系统的通流容量选择
  应根据国家标准GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中规定的建筑物防雷等级要求进行选用。
  LPZOA区采用10/350μs波形(主要作用是泄放直击雷的能量)

一类防雷建筑 二类防雷建筑 三类防雷建筑
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LPZOA 电源的第一级保护 电源的第一级保护 电源的第一级保护 
总进线的配电箱前 总进线的配电箱前 总进线的配电箱前 
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SPD ≥60~80KA ≥40~60KA ≥35~40KA 
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LPZOA区以外采用8/20μs波形(主要作用是限制感应过电压的电压幅值)
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LPZOA以外 电源的第二级保护 电源的第三级保护 电源的第四级保护
UPS或分配电箱前 重要设备配电系统前 电子设备工作电源前 
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SPD ≥40KA ≥5KA ≥5KA
 
七、总结
供电系统防雷选择浪涌保护器的时候要根据实际情况选择参数合适的浪涌保护器,这样才能更有效的保护用电设备。